模具材料是模具制造業(yè)的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。其中模具鋼材是傳統(tǒng)的模具材料,其品種、規(guī)格、質(zhì)量對(duì)模具的性能、使用壽命和制造周期起著決定性的作用。模具鋼牌號(hào)對(duì)照是根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)模具鋼的不同需求、對(duì)同一類別的鋼材國(guó)內(nèi)外不同命名而做的歸類,大大提高了模具鋼的應(yīng)用效率,近年來(lái),國(guó)內(nèi)外模具鋼材的產(chǎn)量、生產(chǎn)技術(shù)、工藝裝備、質(zhì)量、品種等方面都取得了比較迅速的發(fā)展。國(guó)內(nèi)也產(chǎn)生了一批優(yōu)質(zhì)的平臺(tái)型企業(yè)??陀^上推動(dòng)了國(guó)外鋼材牌號(hào)在國(guó)內(nèi)的推廣及普及,模具鋼牌號(hào)對(duì)照也應(yīng)運(yùn)而生。
成型零部件材料選用
.1 成型零部件指與塑料直接接觸而成型制品的模具零部件,如型腔、型芯、滑塊、鑲件、斜頂、側(cè)抽等。
.2 成型零部件的材質(zhì)直接關(guān)系到模具的質(zhì)量、壽命,決定著所成型塑料制品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量,必須十分慎重,一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)制品和模具的要求及特點(diǎn)選用。
.3 成型零部件材料的選用原則是:根據(jù)所成型塑料的種類、制品的形狀、尺寸精度、制品的外觀質(zhì)量及使用要求、生產(chǎn)批量大小等,兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項(xiàng)性能,同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性以及模具的制造條件和加工方法,以選用不同類型的鋼材。
.4 對(duì)于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯均需選用高鏡面拋光性能的高檔進(jìn)口鋼材,如718(P20+Ni類)、NAK80(P21類)、S136(420類)、H13類鋼等,其中718、NAK80為預(yù)硬狀態(tài),不需再進(jìn)行熱處理;S136及H13類鋼均為退火狀態(tài),硬度一般為HB160-200,粗加工后需進(jìn)行真空淬火及回火處理,S136的硬度一般為HRC40-50,H13類鋼的硬度一般為HRC45-55(可根據(jù)具體牌號(hào)確定)。
.5 對(duì)于制品外觀質(zhì)量要求高,長(zhǎng)壽命、大批量生產(chǎn)的模具,其成型零部件材料選擇如下:
a) 型腔需選用高鏡面拋光性能的高檔進(jìn)口鋼材,如718(P20+Ni類)、NAK80(P21類)等,均為預(yù)硬狀態(tài),不需再進(jìn)行熱處理。
b) 型芯可選用中低檔進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材,如618、738、2738、638、318等,均為預(yù)硬狀態(tài);對(duì)生產(chǎn)批量不大的模具,也可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼或S50C、S55C等進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
.6 對(duì)于制品外觀質(zhì)量要求一般的模具,其成型零部件材料選擇如下:
a) 小型、精密模具型腔和型芯均選用中檔進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材。
b) 大中型模具,所成型塑料對(duì)鋼材無(wú)特殊要求,型腔可選用中低檔進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材;型芯可選用低檔進(jìn)口P20類鋼材或進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼S50C、S55C等,也可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼。
c) 對(duì)于蝕皮紋的型腔,當(dāng)蝕梨地紋時(shí)應(yīng)爭(zhēng)取避免選用P20+Ni類的2738(738)牌號(hào)。
.7 對(duì)無(wú)外觀質(zhì)量要求的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,成型材料對(duì)鋼材亦無(wú)特殊要求的模具,其成型零部件材料選擇如下:
a) 對(duì)于大中型模具,型腔可選用低檔的進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材,也可選用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼S55C、S50C或國(guó)產(chǎn)P20或P20+Ni類塑料模具鋼;型芯可選用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
b) 對(duì)于小型模具,若產(chǎn)量較高,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,型腔可選用低檔的進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材,也可選用國(guó)產(chǎn)P20或P20+Ni類塑料模具鋼;型芯可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼。
c) 對(duì)于結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,產(chǎn)量不高的小型模具,型腔型芯均可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
.8 對(duì)于成型含氟、氯等有腐蝕性的塑料和各類添加阻燃劑塑料的模具,若制品要求較高,可選用進(jìn)口的耐蝕鋼,要求一般的可選用國(guó)產(chǎn)的耐蝕鋼。
.9 對(duì)于成型對(duì)鋼材有較強(qiáng)摩擦、沖擊性塑料的模具,例如用來(lái)注射尼龍+玻璃纖維料的模具,需選用具有高耐磨、高抗熱拉強(qiáng)度及高韌性等優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)H13類鋼材。
.10成型鑲件一般與所鑲?cè)氲牧慵x用相同材料。對(duì)于模具較難冷卻的部分或要求冷卻效果較高的部分,鑲件材料應(yīng)選用鈹青銅或合金鋁。
.11對(duì)于模具中參與成型的活動(dòng)部件材料選擇原則如下:
a) 透明件應(yīng)選用拋光性好的高檔進(jìn)口鋼材,如718、NAK80等。
b) 非透明件,一般應(yīng)選用硬度和強(qiáng)度較高的中檔進(jìn)口鋼材,如618、738、2738、638、318等,表面進(jìn)行氮化處理,氮化層深度為0.15-0.2mm,硬度為HV700-900。
c) 若模具要求較低,也可選用低檔進(jìn)口鋼材或國(guó)產(chǎn)鋼材,氮化處理硬度一般為HV600-800。
非成型零部件材料選用
.1模架材料參照模架標(biāo)準(zhǔn),模板一般選用進(jìn)口S50C或國(guó)產(chǎn)SM45,要求HB160-200,硬度均勻,且內(nèi)應(yīng)力 小,不易變形。導(dǎo)柱材料采用GCr15或SUJ2,硬度為HRC56-62。導(dǎo)套、推板導(dǎo)柱、推板導(dǎo)套及復(fù)位桿材料可采用GCr15或SUJ2,硬度為HRC56-62;也可采用T8A、T10A,硬度為HRC52-56。
.2模具中的一般結(jié)構(gòu)用件,如頂出定位圈、立柱、頂出限位塊、限位拉桿、鎖模塊等,對(duì)硬度和耐磨性無(wú)特別要求,可選用國(guó)產(chǎn)SM45鋼,正火狀態(tài),硬度HB160-200,不需再進(jìn)行熱處理。
.3模具中的澆口套、楔緊塊、耐磨塊、滑塊壓板等對(duì)硬度、強(qiáng)度、耐磨性要求較高的零件,應(yīng)選用碳素工具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼,如T8A、T10A等。此類鋼使用時(shí)均需進(jìn)行淬火處理,以提高其硬度和耐磨性。
加工模具時(shí)用的,由于模具的用途很廣,各種模具的工作條件差別很大,所以,制造模具用材料范圍很廣,在模具材料中應(yīng)用最廣的當(dāng)屬模具鋼。從—般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應(yīng)特殊模具需要的馬氏體時(shí)效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料成型用模具鋼三大類
冷作模具
冷作模具鋼主要用于制造對(duì)冷狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓制成型的模具。如:冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣,.從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。冷作模具鋼具是真空脫氣精煉鋼,內(nèi)質(zhì)純凈,機(jī)械加工性良好,切削明顯提高,淬透性良好,空冷淬硬不易出現(xiàn)淬裂,耐磨性極為優(yōu)異,韌性良好,可用作不銹鋼及高硬度材料的沖裁模。
熱作模具
熱作模具鋼主要用于制造對(duì)高溫狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓力加工的模具。如:熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼;對(duì)特殊要求的熱作模具鋼,有時(shí)采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。
塑料模具
由于塑料的品種很多,對(duì)塑料制品的要求差別也很大,對(duì)制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以,不少工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時(shí)效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時(shí)效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
廠家、牌號(hào) | 類別檔次 | 廠家、牌號(hào) | 類別檔次 | ||||||
瑞典 ASSAB | 618 | 1 | 中 | 日本 DAIDO | NAK55 | 3 | 中 | ||
718 | 2 | 高 | NAK80 | 3 | 高 | ||||
S136/S136H | 4 | 高 | PDS-5 | 1 | |||||
8407 | 5 | 高 | PX4 | 1 | |||||
8402 | 5 | PX5 | 1 | 中 | |||||
優(yōu) 質(zhì) 德 國(guó) 特 殊 鋼 材 | GS-312 | 1+S | 低 | PX88 | 1 | ||||
GS-318 | 1 | 低 | PXZ | 0 | 低 | ||||
GS-738 | 2 | 中 | S-STAR | 4 | |||||
GS-711 | 2 | 高 | G-STAR | 4 | |||||
P20M | 1 | 低 | PAK90 | 4 | |||||
GS-316 | 4 | DH2F | 5 | ||||||
GS-083/083H | 4 | 德國(guó) 德威 | GSW-2311 | 1 | |||||
GS-344EFS | 5 | PM-311 | 1 | ||||||
GS-638 | 1 | 中 | GSW-2738 | 2 | |||||
GS-2311 | 1 | 中 | PM-738 | 2 | |||||
GS-2312 | 1+S | 低 | GSW-2316 | 4 | |||||
GS-2316 | 4 | PM-316 | 4 | ||||||
GS-2083/2083H | 4 | GSW-2344 | 5 | ||||||
GS-2344 | 5 | 德國(guó) 多來(lái)特 | 2322 | 1 | |||||
德國(guó) EDEL | 2311 | 1 | 中 | 2328 | 1 | ||||
318 | 1 | 低 | 2378 | 2 | |||||
2316/2316H | 4 | 2738 | 2 | ||||||
2344 | 5 | 2083、2083ESR | 4 | ||||||
法國(guó) USINOR | CLC 2738 | 2 | 2316、2316ESR | 4 | |||||
CLC 2316H | 4 | 2344 | 5 | ||||||
法國(guó) CLI | SP300 | 1 | 奧地利 百祿 | M202 | 1 | ||||
738 | 2 | 中 | M238 | 2 | |||||
韓國(guó) 重工業(yè) (株) | HP-1A | 0 | 低 | M300 | 4 | ||||
HP-4A | 1 | 低 | M310/310H | 4 | |||||
HP-4MA | 1 | 中 | W302 | 5 | |||||
HAM-10 | 3 | 高 | 加拿大SOREL | CSM-2 | 1 | ||||
HEMS-1A | 4 | ||||||||
STD-61 | 5 | 日本三菱 | MUP | 1 | 中 | ||||
HDS-1 | 5 | S45C、S50C、S55C | 0 | 低 |
注:類別對(duì)應(yīng)為1-P20類,2-P20+Ni類,3-P21類,4-420類耐蝕鋼,5-H13類,0-碳素鋼。
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